Оригинальное устройство вырабатывает электричество из выхлопных газов автомобиля
Исследователи из Университета штата Пенсильвания утверждают, что изобрели метод преобразования тепла выхлопных газов в энергию с помощью небольшого устройства, которое можно установить на выхлопную трубу автомобиля, говорится в докладе, опубликованном в научном журнале ACS Applied Materials and Interfaces. Устройство называется термоэлектрическим генератором (ТЭГ).
Хотя термоэлектрические устройства, использующие температурные градиенты для превращения тепла в энергию, уже существуют, эта технология очень сложна и громоздка. Более того, для поддержания необходимого перепада температур этим устройствам часто требуется охлаждающая вода.
Термоэлектрические генераторы (ТЭГ) работают по принципу поглощения тепла и преобразования его в электрическую энергию. При размещении вблизи источника тепла, например выхлопной трубы, электроны переходят с горячей стороны на холодную, генерируя электрический ток. Исследователи использовали в ТЭГах висмут-теллурид, полупроводниковый материал, который эффективно способствует этому потоку электронов.
Сложность заключается в необходимости поддержания разницы температур между двумя сторонами устройства без ущерба для эффективности. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали радиатор с рёбрами, похожими на выступы, которые оборачиваются вокруг выхлопной трубы, рассеивая тепло за счёт принудительной конвекции.
Прототип выдаёт максимальную мощность 40 Вт, что вполне достаточно для маломощных приложений, таких как зарядка телефона. Команда смогла выработать 56 Вт электроэнергии, когда провела опыт с автомобилем, движущимся на высокой скорости.
Инженеры создали первый плоский объектив телескопа, способный передавать цвет при обнаружении света далёких звёзд
Веками линзы работали одинаково: изогнутое стекло или пластик изгибали свет, чтобы сфокусировать изображение. Но у традиционных линз есть существенный недостаток: чем мощнее они должны быть, тем более громоздкими и тяжёлыми они становятся.
Учёные давно ищут способ уменьшить вес линз без ущерба для их функциональности. И хотя некоторые более тонкие альтернативы уже существуют, они, как правило, ограничены в своих возможностях, а их производство обычно является сложным и дорогим.
Новое исследование профессора инженерии Университета Юты Раджеша Менона и его коллег из Инженерного колледжа Прайса предлагает перспективное решение для телескопов и астрофотографии: плоская линза с большой апертурой, которая фокусирует свет так же эффективно, как традиционные изогнутые линзы, сохраняя при этом точную цветопередачу.
Исследование «Цветная астрофотография с полимерной плоской линзой f/2 диаметром 100 мм» опубликовано в журнале Applied Physics Letters.
Эта технология может изменить системы получения изображений для астрофотографии, особенно в ограниченных пространствах — например, на самолётах, спутниках и космических телескопах.
Исследование проводилось под руководством сотрудника лаборатории Менона Апратима Маджумдера, доцента кафедры электротехники и вычислительной техники. Среди соавторов — сотрудники лаборатории Менона Александр Ингольд и Монжурул Мим, сотрудники факультета физики и астрономии Таннер Обрей и Пол Рикеттс, а также Николь Бримхолл из Oblate Optics.
Линзы изгибают свет, увеличивая изображение предметов. Чем толще и тяжелее объектив, тем сильнее он изгибает свет и тем сильнее увеличение. Для обычных фотоаппаратов и домашних телескопов толщина линз не является большой проблемой.
Но когда телескопы должны фокусировать свет от галактик, удалённых на миллионы световых лет, толщина линз становится непрактичной. Поэтому в обсерваториях и космических телескопах для достижения того же эффекта используются массивные изогнутые зеркала, которые можно сделать гораздо тоньше и легче линз.
Учёные также пытались решить проблему громоздкости, создавая плоские линзы, которые манипулируют светом по-другому.
Один из существующих типов, называемый зонной пластиной Френеля (ЗПФ), использует для фокусировки света концентрические гребни, а не толстую изогнутую поверхность. Хотя этот метод позволяет создать лёгкую и компактную линзу, у него есть недостаток: он не может воспроизводить истинные цвета. Вместо того чтобы изгибать все длины волн видимого света под одним и тем же углом, гребни FZP рассеивают их под разными углами, что приводит к получению изображения с хроматическими аберрациями, или цветовыми искажениями.
«Наши вычислительные методы позволили нам разработать многоуровневые дифракционные плоские линзы с большой апертурой, способные фокусировать свет в видимом спектре, и у нас есть ресурсы в Нанофабрике Юты, чтобы сделать их», — сказал Менон, который руководит Лабораторией оптических нанотехнологий Университета.
Неинвазивное устройство для стимуляции мозга может помочь в лечении депрессии, посттравматического стрессового расстройства, зависимости
Для борьбы с серьёзным кризисом психического здоровья в США исследователи изобрели принципиально новый метод, позволяющий неинвазивно, через нос, добраться до глубинных структур .
Новая методика DeepFocus, разработанная Университетом Карнеги-Меллон и Медицинской сетью Аллегейни, призвана изменить существующую систему электрического воздействия на схемы вознаграждения в .
Инвазивная глубокая стимуляция (DBS) уже продемонстрировала исключительные перспективы в лечении нервно-психических заболеваний. Однако сложная и высокоинвазивная операция препятствует её широкому внедрению.
Процедура включает в себя имплантацию системы электродов глубоко в . Мало того, что такой подход сопряжён со значительными рисками, так ещё и после установки электродов, из-за их расположения, они становятся практически недоступными.
Но нейронаука хочет иметь доступ к важнейшим структурам в глубине , чтобы справиться с депрессией, посттравматическим стрессовым расстройством, ОКР, зависимостью и наркоманией, которые всё чаще мучают американцев в США.
С помощью DeepFocus и его ускорителя DeepROAST исследователи разработали метод, позволяющий обойтись без вскрытия черепа, размещая электрод как можно ближе к через нос с дополнительной поддержкой на коже головы. И это может стать переломным моментом в лечении неврологических заболеваний.
«Наш минимально инвазивный подход с низким уровнем риска, который может быть реализован в амбулаторных условиях, представляет собой масштабируемое и широко применимое решение», — сказал старший автор исследования Пулкит Гровер.
Собаки могли одомашнить сами себя — потому что их привлекала еда
Учёные не знают, как именно волки превратились в ранних собак, но, возможно, они одомашнили себя сами, решив сосуществовать с людьми, чтобы, как показало новое исследование, иметь постоянный доступ к еде. Затем, вероятно, эти любящие перекусить предки собачьих выбирали себе товарищей, которые делали то же самое.
Хотя в этой теории нет ничего нового, новое исследование показывает, что статистически возможно, что волки одомашнились и превратились в собак путём естественного отбора.
Археологические и генетические данные свидетельствуют о том, что собаки (Canis familiaris) произошли от серых волков (Canis lupus) и стали одомашненными в течение двух исторических периодов: примерно между 30 000 и 15 000 лет назад, когда дикие волки были одомашнены и превратились в ранних собак, а затем примерно с 15 000 лет назад до современной эпохи, когда эти собаки стали дифференцироваться на породы. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Proceedings of the Royal Society B, эти периоды одомашнивания были обусловлены разными эволюционными силами.
Считается, что второй период одомашнивания был обусловлен в основном искусственным отбором: люди выбирали более приручённых волков, чтобы те сопровождали их на охоте и в качестве компаньонов, и целенаправленно скрещивали наименее диких животных, что в итоге привело к появлению приручённого вида, известного нам как домашняя собака.
Но селективные стимулы, которые привели к первому периоду одомашнивания, менее ясны. Согласно одной из гипотез, волки подверглись «самоодомашниванию»: после того как доисторические животные начали приходить в человеческие поселения, чтобы рыться в остатках пищи, они стали привыкать к жизни рядом с людьми. Эти более терпимые волки предпочитали постоянную пищу непостоянным источникам в дикой природе, и от их потомков произошли первые домашние собаки.
Считается, что аналогичный процесс произошёл и с одомашниванием кошек: исследование показало, что предки домашних кошек около 10 000 лет назад жили вблизи фермерских общин, а затем установили взаимовыгодные отношения, в которых они охотились и ели грызунов в обмен на пищу.
Невероятное открытие показывает, как мыши пытаются оживить павших товарищей
Мыши, ставшие свидетелями того, как их товарищи теряют сознание, пытаются привести их в чувство, говорится в новом исследовании, свидетельствующем о том, что наша природная склонность помогать нуждающимся глубоко заложена в нас как в млекопитающих.
Исследователи также наблюдали, как возбуждалась часть , отвечающая за непроизвольные реакции. Наряду с усилением гормональных сигналов, это, по-видимому, имеет решающее значение для деятельности «парамедиков».
Хотя «первая помощь» у грызунов предполагает большее количество укусов, чем в человеческом варианте, нейробиолог Вэньцзянь Сунь (Wenjian Sun) из Университета Южной Калифорнии (USC) и его коллеги обнаружили, что техника вытягивания языка у мышей действительно расширяет дыхательные пути их бессознательного сородича, позволяя пациенту быстрее прийти в себя.
Другое недавнее исследование также продемонстрировало это и выявило нейронную цепь, связывающую вытягивание языка с быстрым возбуждением у мышей, находящихся под наркозом.
Подобное спасательное поведение уже давно зафиксировано у более крупных млекопитающих, таких как дельфины и слоны, а мыши, как известно, помогают другим представителям своего вида, когда те попадают в ловушку, но поведение, подобное «первой помощи», у более мелких млекопитающих ранее детально не изучалось.
Мы не можем с уверенностью сказать, сознательно ли мыши помогают сородичам, — предупреждают исследователи. Но то, что мыши продолжали пытаться спасти животных в течение пяти дней, говорит о том, что реанимационные действия вряд ли являются лишь побочным эффектом любопытства, утверждают Сун и её коллеги.
Исследователи также обнаружили, что мыши чаще пытались реанимировать знакомых товарищей, чем незнакомых мышей.
«Особое отношение к знакомым говорит о том, что животное не реагирует рефлекторно на стимулы, которые оно видит», — сказал Джонатан Ламберт из NPR, нейробиолог из Университета Толедо Джеймс Беркетт, который не принимал участия в исследовании. «Они принимают во внимание ситуацию и личность животного, когда формируют свою реакцию».
В ходе серии экспериментов Сун и его команда представляли мышам в клетке мёртвых, бессознательных или неподвижных компаньонов, причём некоторые из них были знакомы потенциальному опекуну, а другие — совершенно незнакомы.
В 50% случаев мышь, находящаяся в сознании, вытаскивала язык изо рта не реагирующего на неё компаньона. Все эти мыши смогли прийти в себя и начать ходить гораздо раньше, чем те, которых оставили одних.
«Они начинают с обнюхивания, затем груминга, а затем очень интенсивного физического взаимодействия», — сказал физиолог Ли Чжан из Университета Южной Калифорнии Крису Симсу в New Scientist. «Они открывают пасть животного и вытаскивают его язык».
Автор: SLY_G
